植基於派翠網路之雙電梯控制暨監視系統設計
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(2) 謝誌 首先，作者誠摯的感謝指導教授曾煥雯博士這兩年以來的悉心教導， 除了讓作者能夠將以前大學時代所學的知識活用在現今的研究主題之上， 也讓作者學習到了做研究的道理，成為一個能夠與他人協同做研究的人員， 這些經驗，都是大學就學期間，難以學得的寶貴經驗。同時，本論文的完 成亦得感謝口試委員王順源教授、陳俊良教授以及洪欽銘教授對於本論文 提供的意見與指正，使得本論文可以更加的完善。 另外，感謝學長洪榮裔在作者的學習過程中給予本研究一些技術上的 指導，使得作者的研究得以迅速的上軌道；亦要感謝同實驗室的同學張玉 典，以及應電碩班和工教碩班的同學碩甫、智名、嘉煒、裕勝以及彥侯， 在作者的研究受到挫折時，得以提供技術上的支援與關懷；再者，感謝學 弟崇嘉以及皓淳，替碩士生的忙碌的生涯中增添了許多的趣味；更要感謝 工教系辦的行政人員，在學業的過程中給予幫忙與指導。 最後，作者在此特別感謝家人背後給予的支持，使得作者可以在不擔 憂經濟以及住宿的問題下，全心全力的進行研究；也感謝家人在作者的研 究過程中，分擔心理上的壓力，讓作者得以度過碩士班生涯中各種難受的 時期，完成碩士學位。 隨著本論文以及研究的完成，作者的碩士生涯也即將告一段落，作者 期許自己能夠將此時所學、所聽聞的事物，做為未來行動的準則，並將作 者所學，回饋給家庭、社會以及國家。. 林永翔. 謹誌. 中華民國 102 年 6 月 i.
(3) 植基於派翠網路之雙電梯控制暨監視系統設計 學生：林永翔. 指導教授：曾煥雯. 博士. 國立臺灣師範大學工業教育學系. 摘要 由於人口不斷的增長，土地使用越來越稀少，相對高樓式建築越蓋越 多，電梯需求必然相對增加許多，對於電梯的要求更是不斷的提升，除了 傳統的電梯控制許多不同的智慧型控制理論因此應用於電梯系統之中，同 時也增加了電梯監視及電梯群控系統。. 本論文結合派翠網路所提出規則，規劃雙電梯之運作方式，並透過派 翠網路規則簡單表示複雜的電梯系統，使系統在建置初期更加清楚了解運 作流程，當系統在運作過程發生問題，我們可藉由派翠網路的關聯資訊找 尋出錯的環節，並設計電梯故障分析系統，快速了解系統故障原因。. 藉由本文提出的派翠網路設計系統，可以有效率的控制雙電梯運作並 且管理者可透過記錄表介面了解電梯目前狀況，除此外系統本身能更有效 推論出升降馬達、步進馬達、近接開關、極限開關是否發生故障，增加維 修人員判斷依據，進而減少維修時間。. 關鍵詞：派翠網路、電梯控制、PLC 控制、分散式系統. ii.
(4) The Design of Elevator Control and Surveillance System Based on Petri Net Student: Yung-Hsiang Lin. Advisor: Dr. Huan-Wen Tzeng. Department of Industrial Education National Taiwan Normal University. Abstract Because population grows and the use of land decreases, high buildings relatively increase. Therefore, the demand of elevators is also increasing rapidly. Requirements of elevators are much more than before. In addition to traditional elevator control, there are various intelligent control theories had applied to elevator control system and also increased elevator monitors and elevator group-control system. In this paper, we combine the rules that proposed by Petri Net to plan the operations of duo elevator, and simplify the complicated elevator system by following the Petri Net rules. Therefore, we can understand the operation process more clearly at the beginning of setting up the system. While some problems occur in the process, we can use the related information provided by Petri Net to find out where the problems are and then design an elevator-malfunctioned analyzing system in order to realize the reason of system failure. According to the Petri Net design system which proposed in this paper, we can efficiently control the operation of duo elevator and through the interface of record form, system manager can realize current state of elevators. Additionally, this system can effectively infer whether elevator motors, step motors, proximity switches, and limit switches fail or not , and enhance the correctness of maintenance personnel’s decisions. Therefore, this system can help us reduce maintenance time. Keywords: Petri Net, Elevator Control System, PLC Control, Distributed Systems. iii.
(5) 目錄 謝誌 ..................................................................................................................... i 中文摘要 ............................................................................................................ii 英文摘要 ...........................................................................................................iii 目錄 ................................................................................................................... iv 表目錄 .............................................................................................................. vii 圖目錄 .............................................................................................................viii 第一章 緒論 .................................................................................................... 1 1.1. 研究背景與動機 .................................................................................. 1. 1.2. 研究目的 .............................................................................................. 2. 1.3. 研究限制 .............................................................................................. 3. 1.4. 研究方法 .............................................................................................. 3. 1.5. 研究步驟 .............................................................................................. 4. 第二章 文獻探討與回顧 ................................................................................ 7 2.1. 雙電梯控制基本結構 .......................................................................... 7. 2.1.1. 機電整合技術 ............................................................................... 7. 2.1.2. 可程式控制器的應用 ................................................................... 8. 2.1.3. 機械式雙電梯 ............................................................................. 88. 2.2. 國內外相關研究 .................................................................................. 9. 2.2.1. 台北 101 樓層電梯配置 ............................................................. 10. 2.2.2. 調度方式 ..................................................................................... 11. 2.2.3. 故障檢測方法 ............................................................................. 12. 2.3. 派翠網路 ............................................................................................ 14. 2.3.1. 派翠網路的定義 ......................................................................... 14. 2.3.2. 派翠網路的性質 ......................................................................... 15 iv.
(6) 2.3.3. 理論基礎 ..................................................................................... 17. 2.3.4. 時間派翠網路 ............................................................................. 19. 2.3.5. 彩色派翠網路 ............................................................................. 20. 第三章 系統設計 .......................................................................................... 23 3.1. 系統架構設計 .................................................................................... 23. 3.2. 控制流程設計 .................................................................................... 24. 3.3. 雙電梯模擬系統計 ............................................................................ 25. 3.3.1. 雙電梯控制架構 ......................................................................... 25. 3.3.2. 基本電梯運作 ............................................................................. 27. 3.4. 派翠網路與雙電梯調度規劃 ............................................................ 29. 3.4.1. 基本電梯使用派翠網路塑模 ..................................................... 29. 3.4.2. 單電梯控制 ................................................................................. 31. 3.4.3. 單電梯運作流程控制 ................................................................. 33. 3.5. 雙電梯運作控制 ................................................................................ 50. 3.5.1. 雙電梯之派翠網路設計 ............................................................. 51. 3.5.2. 雙電梯調度設計 ......................................................................... 53. 3.6. 分散式系統 ........................................................................................ 57. 3.6.1. 分散式模擬系統設計 ................................................................. 57. 3.6.2. 分散式派翠網路設計 ................................................................. 58. 3.6.3. 分散式 PLC 系統規劃 ................................................................ 61. 3.6.4. 分散式 8051 系統規劃 ............................................................... 63. 3.6.5. 分散式雙電梯派翠系統 ............................................................. 63. 第四章 系統實作 .......................................................................................... 65 4.1. 軟體與硬體環境 ................................................................................ 65. 4.1.1. 樓層顯示電路 ............................................................................. 66. v.
(7) 4.1.2. 開關門驅動電路 ......................................................................... 67. 4.1.3. 電梯升降馬達切換控制電路 ..................................................... 68. 4.1.4. 雙電梯機構 ................................................................................. 69. 4.1.5. 系統控制介面 ............................................................................. 71. 4.2. 模擬場景的設置 ................................................................................ 72. 4.2.1. 模擬場景的設置 ......................................................................... 72. 4.2.2. 地面壓力的感測 ......................................................................... 72. 4.3. 實驗結果與性能分析 ........................................................................ 73. 第五章 結論與後續研究 .............................................................................. 77 5.1 結論 ..................................................................................................... 77 5.2 後續研究 ............................................................................................. 77 參考文獻 .......................................................................................................... 79 作者簡介 .......................................................................................................... 85 附錄一 分散式系統之 PLC 程式碼 .............................................................. 87 附錄二 分散式系統之 C#程式碼 .................................................................. 97. vi.
(8) 表目錄 表 2-1. 台北 101 電梯運轉方式 ................................................................ 10. 表 2-2. Petri Net 基本符號與數學定義 .................................................... 15. 表 3-1. 單電梯合併控制 ............................................................................ 32. 表 3-2. 初始狀態之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 .................... 33. 表 3-3. 1F 之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ............................... 35. 表 3-4. 2F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ....................... 38. 表 3-5. 3F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ....................... 40. 表 3-6. 3F 下降之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ....................... 43. 表 3-7. 4F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ....................... 45. 表 3-8. 4F 下降之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ....................... 47. 表 3-9. 雙電梯調度之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ................ 52. 表 3-10. A、B 電梯比較分配之計算 .......................................................... 54. 表 3-11. 分散式之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 ........................ 58. 表 3-12. X 輸入點參數設置......................................................................... 61. 表 3-13. 內部參數設置 ................................................................................ 62. 表 4-1. 系統使用軟硬體規格 .................................................................... 65. 表 4-2. 硬體結構說明 ................................................................................ 70. 表 4-3. 集中式調度數據 ............................................................................ 73. 表 4-4. 分散式調度數據 ............................................................................ 74. 表 4-5. PC 與 PLC 程式分配之效能比較 ................................................. 74. 表 4-6. 集中式與分散式比較 .................................................................... 75. vii.
(9) 圖目錄 圖 1-1. 研究步驟流程 .................................................................................. 5. 圖 2-1. 電梯構造圖 ...................................................................................... 9. 圖 2-2. 類神經網路示意圖 ........................................................................ 13. 圖 2-3. 專家系統基本架構 ........................................................................ 14. 圖 2-4. Petri Net 基本變化圖 .................................................................... 18. 圖 2-5. Timed Petri Net 範例圖 ................................................................. 20. 圖 2-6. 利用 Petri Net 所畫出之資源分配圖 ............................................ 22. 圖 2-7. 利用 Colored Petri Net 所畫出之資源分配圖 .............................. 22. 圖 3-1. 系統架構 ........................................................................................ 23. 圖 3-2. 派翠網路系統架構 ........................................................................ 24. 圖 3-3. 雙電梯完整架構 ............................................................................ 25. 圖 3-4. 系統內部架構 ................................................................................ 26. 圖 3-5. 雙電梯實體圖 ................................................................................ 26. 圖 3-6. 電梯系統基本運行狀態圖 ............................................................ 27. 圖 3-7. 電梯停駐示意圖 ............................................................................ 28. 圖 3-8. 系統建構之流程圖 ........................................................................ 29. 圖 3-9. 電梯拓撲圖 .................................................................................... 30. 圖 3-10. 電梯基本運作 ................................................................................ 31. 圖 3-11. 電梯基本控制................................................................................. 32. 圖 3-12. 初始狀態之派翠網路模型圖 ........................................................ 34. 圖 3-13. 1F 派翠網路模型圖 ....................................................................... 36. 圖 3-14. 2F 上升派翠網路模型圖 ............................................................... 39. 圖 3-15. 3F 上升派翠網路模型圖 ............................................................... 41. 圖 3-16. 3F 下降派翠網路模型圖 ............................................................... 44 viii.
(10) 圖 3-17. 4F 上升派翠網路模型圖 ............................................................... 46. 圖 3-18. 4F 下降派翠網路模型圖 ............................................................... 48. 圖 3-19. 派翠網路完整模型圖 .................................................................... 49. 圖 3-20. 雙電梯控制示意圖 ........................................................................ 50. 圖 3-21. 雙電梯調度之派翠網路轉換圖 .................................................... 53. 圖 3-22. 雙電梯調度之決策圖 .................................................................... 55. 圖 3-23. 雙電梯調度之派翠網路完整圖 .................................................... 56. 圖 3-24. 分散式系統架構圖 ........................................................................ 57. 圖 3-25. 分散式之單電梯派翠網路圖 ........................................................ 60. 圖 3-26. SFC 步進流程圖 ............................................................................ 62. 圖 3-27. 一相激磁動作時序圖 .................................................................... 63. 圖 3-28. 分散式之雙電梯派翠網路完整圖 ................................................ 64. 圖 4-1. 樓層顯示電路圖 ............................................................................ 66. 圖 4-2. 樓層顯示實體圖 ............................................................................ 66. 圖 4-3. 開關門控制電路圖 ........................................................................ 67. 圖 4-4. 開關門控制實體圖 ........................................................................ 67. 圖 4-5. 電梯升降馬達切換電路圖 ............................................................ 68. 圖 4-6. 直流馬達與繼電器實體圖 ............................................................ 68. 圖 4-7. 雙電梯機構圖 ................................................................................ 69. 圖 4-8. 雙電梯實體圖 ................................................................................ 70. 圖 4-9. 集中式系統運作畫面 .................................................................... 71. 圖 4-10. 分散式系統運作畫面 .................................................................... 71. 圖 4-11. 模擬重量電路圖............................................................................. 72. 圖 4-12. 模擬重量感測實體圖 .................................................................... 72. 圖 4-13. N x M 座群控式電梯系統圖(集中式與分散式) .......................... 75. ix.
(11) 第一章 緒論 隨著人口逐漸的成長，工商業以及居住環境對土地需求逐漸上升，在 稠密的都會區更是寸土寸金，因此建商都以大樓式建築設計為主，而電梯 設備相對成為大樓內最重要的交通工具之一，有些人口密度更高的大樓裡 甚至需要多台電梯同時運作，對於電梯的控制設計以及安全考量成為目前 最重要的關鍵。為了有效改善電梯控制設計，因此，需要加入某些程度的 人工智慧調度方式，不再像是以往單電梯的順序控制，當多部電梯同時在 運行時智慧型控制系統就顯為重要，此外也有一部份是運送貨物使用的載 貨電梯。由於電梯都是機械結構設計因此會有許多故障發生，為了不讓故 障修復時間過長影響整個電梯的運作，因此開發出一套動態模擬分析系統， 因應各種突發狀況，並即時做判斷處理。. 本章將於第一節提出研究背景與動機；第二節解說研究目的；第三節 解說研究限制；第四節則介紹研究的方法；最後於第五節針對研究步驟進 行解說。. 1.1. 研究背景與動機 在電梯迅速發展的情況下，系統設備不斷的更新也越來越複雜，以往. 的調度系統及人工判斷已不適用於現在科技進步的時代。以科技產業為例， 一部測試機台可能是上千萬，大則要數億元，所以設備機台幾乎占據生產 成本的百分之四十甚至更多，要能夠提高產值及效率必須規劃出完善的調 度系統，如果調度系統發生嚴重故障將會是一大損失。因此為了降低損失， 讓系統設備正常運作，並且在故障發生時迅速排除，已成為現今非常重要 的課題。 1.
(12) 目前機台設備大多會配置感測設備，當設備異常狀況發生時能夠發出 警告資訊，當有重大事故發生時也需要自動切換為緊急處理模式，並且能 夠隨時監看系統設備運作狀況，確保機台正常的運作，但越多的感測設備 也相對提高了成本。. 由於機台設備與製造商往往是分隔兩地，當機台發生異狀時沒辦法及 時處理，而且機台系統也日趨精密複雜，需要原廠工程師深入檢修往往耗 費時間也耗費金錢，整個過程是相當缺乏效率，因而需要開發一套可靠度 高的分析系統降低檢修時間。. 故障分析的方法有非常多種，但每種方法都有不足的地方，像類神經 網路，僅能對特定部分作分析診斷，無法對整個系統實施診斷，也無法立 即增加更新現有的資訊，近幾年許多學者引用由 Carl A. Petri 的博士論文 所提出的 Petri Net 理論，常被應用於電腦整合製造 (CIM) 、彈性製造系 統 (FMS) 、製造控制單元、資料庫設計、資料傳輸以及電子路設計等方 面的系統設計、建構與分析，因此探討如何建立完整的派翠網路做故障分 析系統，整理歸納出各項故障類別及實際現象之關聯性。. 1.2. 研究目的 在前一節的研究背景與動機中，有特別強調多重電梯調度系統的重要. 性，好的調度系統能夠提升機器的運作效能，改善以往的排程方式達到符 合人性化的系統。. 除了改善多重電梯複雜系調度系統外更重要的是解決電梯所發生的 故障問題及提升整體的維修效率，根據本文所提出的派翠網路動態模擬系 2.
(13) 統可以降低檢修時間及精準判斷錯誤位置，及降低檢修費用，並且利用網 際網路平台發展遠端診斷系統，使診斷維修系統能夠不被空間及時間所限 制住達到隨時監看隨時除錯服務。. 基於研究動機和提升電梯自動調度及動態模擬之能力，本研究欲達成 目的為下： 1.. 相關文獻的蒐集與整理，以最容易使讀者理解的方式表達出來。. 2.. 規劃電梯調度策略。. 3.. 規劃電梯運作並建立完整派翠網路。. 4.. 提出有效且具體的分析方法，以提升診斷效能。. 5.. 根據實驗之方法，將結果完整呈現，並探討本系統在故障檢測不足的 狀況，以便未來做後續研究。. 1.3. 研究限制 本研究局限於時間，以及機構的考量下，有以下幾項限制：. 1. 實際電梯機構資訊取得不易，但本研究診斷可以透過自製雙電梯系統 實現我們的派翠網路調度系統及動態模擬。 2. 由於雙電梯是自製系統，因此與實際雙電梯還是有許多不同會有所欠 缺，需要後續的研究者將之完善。. 1.4. 研究方法 我們在研究背景與動機中提到，調度方法有很多種，每個方法都有他. 的優缺點，為了呈現簡單的調度方式本論文選用近二、三十年來大家廣泛 研究的派翠網路理論，經由電腦端做整個調度安排及診斷服務，並透過單 晶片的輸入輸出埠來做控制。 3.
(14) 為達成訂定的研究目標，本研究依照以下方法進行： 1.. 探討回顧關於故障分析的文獻 盡可能收集相關的論文，探討各種方法與其特性，評估可用於研究中 調度的方法，並發展出本研究使用的調度系統及分析系統。. 2.. 收集電梯資料 了解各梯內部基本結構及機電設備，如：感測設備、驅動設備及程序 運作等。. 3.. 建立派翠網路 雙電梯控制屬於非順序邏輯運作，因此要能夠判斷故障問題必須建立 完善的關聯資訊，才能夠清楚了解故障的問題點，因而使用派翠模型 簡化複雜系統。. 4.. 建立動態模擬 由於雙電梯控制調度複雜，並且長時間使用，常有更換設備的可能， 可以透過動態模擬方式清楚了解預期的結果。. 5.. 性能指標分析 提出一個系統效能分析的指標，以診斷準確度，做為跟其他相關研究 比較的依據。. 1.5. 研究步驟 確立研究方法後，本研究定出明確執行的時間與流程，如圖 1-1 所示，. 步驟如下： 1.. 整理國內外派翠網路與故障檢測研究的相關文獻，了解雙電梯控制故 障分析的特點，以此為基礎發展故障檢測系統。. 2.. 確立研究目標. 3.. 了解雙電梯控制的執行程序、使用的感測元件、驅動馬達以及雙電梯 4.
(15) 機構。 4.. 規劃整體架構. 5.. 分析本論文所需使用的派翠網路。. 6.. 建構動態調度的派翠網路。. 7.. 歸納檢測結果，客觀探討本研究的目的、方法與結果。. 8.. 撰寫研究報告。撰寫研究報告。. 時程. 研究階段. 研究步驟與流程 文獻探討與理論分析. 民國 101年 研究規劃階段 10月 ~ 12月. 訂出明確研究目標 規劃整體系統架構 設計實驗環境. 民國 101年 12月 ~ 102年 5月. 分析法則與演算法. 系統建構階段. 程式撰寫、除錯與精簡化 建置資料庫 系統測試. 紀錄實驗結果. 民國 系統完成階段 102 年5月 ~ 6月. 圖 1-1. 整理資料撰寫研究報告. 研究步驟流程. 5.
(16) 6.
(17) 第二章 文獻探討與回顧 本章進行研究探討各專家學者所提出有關調度方法、故障分析的概念、 實施方法及分析數據，並針對本研究所運用到之工具作簡單介紹。本章的 重要性在於，能夠讓研究者了解更完整背景知識，以便進行後續整體系統 的規劃、實現、分析與改善。. 本章於第一節先行對雙電梯控制基本結構作深入探討，第二節探討國 內外調度，第三節則介紹各種故障檢測的分析方法，最後於第四節說明派 翠網路原理。. 2.1. 雙電梯控制基本結構 隨著科技進步和自動化產業迅速的展，在許多生產線已經由過去人力. 勞動轉變為自動化時代，電梯設備也相對越來越人性化越來越複雜，以下 將說明機電整合之技術。 2.1.1. 機電整合技術 過去以往的認知，是由機械機構、控制設備、感測模組與驅動設備四. 大主軸結合完成組成機電整合，其英文為 mechatronics，結合機械工程 (mechanics)與電子工程(electronics)兩個字而成，機電整合領域涵蓋相當廣 泛例如：馬達控制(motor control)、運動控制(motion control)、機器人學 (robotics)、噪音控制(noise control)、震動控制(vibration control)、引擎控制 (engine control)、飛行控制(flight control)等，在系統整合結合了即時多工 軟體、即時控制、人機介面、自我診斷、模型化方法、回授控制系統分析 與設計、智慧型控制等，元件包含控制器(controller)、致動器(actuator)、. 7.
(18) 感測器(sensor)、 微機電系統感測致動元件、電子元件、光電元件、功率 元件(power device)等，而新時代自動化則是結合通訊界面及手持裝置，由 遠端控制感測器與驅動器，其最終目的在於降低人力成本、提高工作效率 [1-5]。 2.1.2. 可程式控制器的應用 可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC），廣泛應用. 於目前的工業控制領域，後來隨著不斷的發展，計算機模塊已經有了包括 邏輯控制，時序控制、類比控制、多機通信等許多的功能。. 1970 年代，PLC 引進微處理機之技術，使得 PLC 具有算術運算功能 與多位元之數位信號輸出/輸入功能，並且能直接以階梯圖符號進行程式 之編寫。另外在 1971 年，日本從美國引進了這項技術，並很快研製成功 了自己的 DCS-8 可程式邏輯控制器，德、法在 1973 年至 1974 年間也相 繼有了自己的該項技術。1970 年代中期，PLC 功能加入遠距通訊、類比 輸出輸入、NC 伺服控制等技術。1980 年代以後更引進 PLC 高速通訊網 路功能，同時加入一些特殊輸出/輸入界面、人機界面、高功能函數指令、 資料收集與分析能力等功能。 2.1.3. 機械式雙電梯 目前的電梯大部份都是採用捲揚機和鋼索之間的磨擦來做驅動的牽. 引。牽引式的電梯係依靠鋼索把車廂和配重做吊掛式結合，而分別由專用 的 T 字型導軌作引導垂直升降[9]。需要設置捲揚機和控制路類的機械室， 通常設置在升降路的直上面，但是因建築結構的關係而設置在升降路下方 側面的也有;機械室控制器類是以活動電纜和車廂相連接，電梯在運行調. 8.
(19) 度過程主要是經由通訊管理系統進行分派運行，因此各部電梯是獨立運行， 目前電梯控制普遍可分為兩種方式，一種是使用為微單晶片來做訊號控制， 另一種控制方式是經由可程式控制器來做實現，PLC 雖然可靠度高，維修 方便，但在智能控制方面卻是相當複雜[10-12]。圖 2-1 為簡易的電梯構造 圖。. 控制盤 升降馬達. 鋼索. 車廂. 配重. 門. 樓層按鈕. 圖 2-1. 2.2. 電梯構造圖. 國內外相關研究 隨著多重電梯調度系統的應用和人工智能技術的發展，智能群控調度. 技術[13]迅速發展起來，許多電梯群控方式陸續發展出更新的調度方法， 例如：專家系統的電梯群控方法、模糊網路的電梯群控方法、類神經算法 的電梯群控方法等。 9.
(20) 台北 101 樓層電梯配置. 2.2.1. 台北 101 目前為世界第三高樓，樓高 509.2m，地上 101 層、地下 5 層，因此內部電梯設計極為重要，主樓層共設有 34 部雙層電梯，大樓管 理人員會依照不同時段的乘客人數變換三種的不同運轉方式，如表 2-1 所 示，其中 10 部大運量電梯是從 1、2 樓直達四個空中大廳樓層，讓乘客可 在空中大廳轉搭其他運量較小的區域電梯。. 表 2-1. 台北 101 電梯配置表 電梯配置. 電梯名稱 PE-1~PE-4. 1, 2, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20 (4F, 5F 不停靠). PE-5~PE-8. 1, 2, 4, 5, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29, 30 (4F, 5F 不停靠). PE-9~PE-12. 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48 (沒有 44F). PE-13~PE-16. 35, 36, 47, 48, 49, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57. PE-17, PE-18. 30, 31, 32, 33, 35. PE-19~PE-22. 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 67, 68, 69, 70, 71, 72. PE-23~PE-24. 59, 60, 71, 72, 73, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 83, 84. PE-25, PE-26. 59, 60, 71, 72, 73, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 83, 84, 85, 86, 88. SL-27. 59, 85, 86, 88. SL-28~SL-32. 1, 2, 4, 5, 35, 36(4F, 5F 不停靠). SL-33~SL-37. 1, 2, 4, 5, 35, 36, 59, 60(4F, 5F 不停靠). OB-38,OB-39. 1, 5, 88, 89 (1F 不停靠). SE-40, SE-41. B5, B4, B3, B2, B1, 1, 2, 4-7, 9-17, 19-25, 27-90. SE-42. B2, B1, 1, 2, 4-7, 9-17, 19-25, 27-88 (3F, 8F, 18F, 26F 不停靠). SE-43. 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101. PE-44~PE-49. B5, B4, B3, B2, B1, 1, 2, 3, 4, 5, 6 (5F 不停靠) 10.
(21) PE-50~PE-53. B5, B4, B3, B2, B1, 1, 2, 3, 4, 5. SE-54, SE-55. B2, B1, 1, 2, 3, 4, 5. SE-56. B2, B1, 1, 2, 3, 4, 5. SE-57. B2, B1, 1, 2, 3, 4, 5, 6. SE-58. B1, 1. SE-59. 89, 90, 91, 92, 93. SE-60, SE-61. B2, B1, 1, 2, 3. 2.2.2. 調度方式 1. 先來先服務算法(FCFS) 先來先服務(First Come First Serve, FCFS)算法，根據每位乘客的優 先順序來進行安排，此算法是公平簡單，且每位皆能依序得到處 理。這種方法在載荷較輕鬆的環境下，性能尚可接受，但是在載 荷較大的情況下，這種算法的性能就會嚴重下降，甚至惡化。 2. 最短尋找樓層時間優先算法(SSTF) 最短尋找樓層時間優先(Shortest Seek Time First, SSTF)算法，它主 要是針對最靠近樓層的電梯車廂開始安排，這樣的調度方式能夠 避免移動到最遠距離的車廂，達到綠能運作的方式。 3. 掃描算法(SCAN) 掃描算法(SCAN)是一種依照呼叫樓層的排列順序，它能夠更進一 步的安排各樓層的先後順序，而不會重複來回移動電梯車廂，掃 描算法的平均響應時間比最短尋找樓層時間優先算法長，但是響 應時間方差比最短尋找樓層時間優先算法小，從統計學角度來講， 掃描算法要比最短尋找樓層時間優先算法穩定。 4. 最早截止期優先調度(EDF) 11.
(22) 最早截止期優先(Earliest Deadline First, EDF)調度算法是最簡單的 電梯調度算法，它的缺點就是會任意尋找樓層造成電梯的載客率 相當的低，它與先來先服務算法(FCFS)調度方法類式。 5. 專家系統的電梯群控方法 電梯群控專家系統是藉由知識庫、數據庫、推理機、解釋部分知 識獲取所組成的，透過專家知識及經驗來做知識的表達，形成一 套電梯調度規則，數據庫中存放專家系統所執行狀況與推理機所 的到的結果，例如：電梯呼叫分布狀況、乘客人數、預測乘客等 待時間及電梯運行時間等[14]。 6. 模糊網路的電梯群控方法 模糊控制主要在解決不精確的問題，其最大優點是可以用最符合 人類的概念想法來解決複雜系統，不須建立精確模型等特點，較 適合用於電梯群控與隨機離散較強的系統[15]。 7. 類神經算法的電梯群控方法 類神經網路是建立一個預測性的模型搜尋最適合的控制參數，而 神經網路擁有學習能力，對於長時間使用的電梯可以推論出較佳 的運作方式[16]。 2.2.3. 故障檢測方法 1. 決策樹(Decision tree) 決策樹是由一個決策圖和可能的結果組成，用來規劃達到所需的 目標，就像是樹一樣的圖形或決策模型，也可包含隨機事件與結 果，經常應用於決策分析，找出最有可能到達的目標策略，資料 探勘中也常使用決策樹學習，可以依照不同的屬性進行分類，在 進行數據測試[17,18]。. 12.
(23) 2. 人工類神經網路演算法(Artificial Neural Networks) 為了解決故障發生問題，人工類神經網路具有強大的推算處理能 力，並根據樣本資訊反覆運算調整類神經網路結構[19]，加強診斷 分析的處理能力，如圖 2-2。但缺點在於大多機電控制設備輸出輸 入 IO 眾多且複雜無法建立完善的網路結構及訓練樣本，必須要有 相當多的累積資訊才能建構最佳的神經網路[20,21]。 影藏層. 輸出. 輸入. 圖 2-2. 類神經網路示意圖. 3. 專家系統(Expert Systems) 「專家」是經常於特定領域中訓練和累積經驗的人，由於擁有專家 知識，因此解決問題的效率與速度比一般人高出許多；而專家系統 就是將某領域專家們的知識和經驗，經過知識加工服務來建立一套 以推理方式來解決問題的系統[22-24]。廣義來說，專家系統係指某 些電腦軟體，模擬真實專家的存在，並協助、提供非專家學習者操 作的環境來處理事情、解決問題[25,26]。圖 2-3 為專家系統基本架 構。. 13.
(24) 領 域 專 家. 知 識 工 程 師. 知 識 庫. 知 識 擷 取 介 面. 推 理 引 擎. 記 憶 體 暫 存 區. 使 用 者 介 面. 使 用 者. 說明解釋系統. 圖 2-3. 2.3. 派翠網路. 2.3.1. 派翠網路的定義. 專家系統基本架構. Petri Net 理論的發展源自於 1962 年 Dr. Petri 的博士論文，為一具有 圖形特性與數學理論基礎的系統模型建構工具[27]。Petri Net 常被應用於 彈性製造的控制系統、決策模型、效能評估、動態模擬…等分析工具，分 析系統可透過方塊示意圖、流程圖與樹狀圖，來表示系統運作流程，也可 表現出同步(concurrent)、平行 (parallel)等狀態[28]。. Petri Net 是一種具有方向圖示的表示模型，其組成元素包含五種表示 符號，第一個元素為狀態節點(Place)用來表示個狀態的集合，第二個元素 是轉移節點(Transition)又稱為觸發條件，當條件成立時轉移節點啟動，第 三個元素是移動方向指示(Arc)代表節點到另一節點的移動方向，第四個 元素為標記(Token)用來標示目前所在位置，最後一個元素是權重(Weight) 14.
(25) 用來表示權重函數，這些表示都是由簡單 Petri Net 理論所定義的基本符號 如表 2-2 所示[29]。. 表 2-2 Petri Net 基本符號與數學定義 名稱. 符號. 狀態節點. ○. (Place). P={P1,P2,...Pn} 為站區(Place)之集合 T={t1,t2,…tm} 是一組有限轉移節點. 轉移節點 (Transition). (Transition)之集合 F ⊂ (P × T ) ∪ (T × P )，是一組狀態節點. 方向性連線. 與轉移節點之間的流向關係的集合. (Arc) 標記. Petri Net 數學定義. ●. (Token) 權重. M：P → {0,1,2,3,...}，初始 Petri Net 的標 記 W：F → {1,2,3,...}，是一個權重函數. (Weight). 2.3.2. 派翠網路的性質 Petri Net 不僅是一套模擬表示工具，還可以透過 Petri Net 去進行系統. 分析，預先了解系統的屬性，Petri Net 可分為兩種不同性質，分為行為性 質(Behavioral properties)與結構性質(Structural properties)，而行為性質是 指與裴氏網的初始狀態(Initial marking)有關的性質。以下有分為幾種常見 的特性都可透過 Petri Net 來進行分析[30,31]：. 1. 可達性(reachability)： 當派翠網路系統在任一狀態 m+1 時可藉由有限的觸發程序將系統. 15.
(26) 狀態改變為 m，則稱該系統 m+1 對於 m 來說是可達性的。 2. 安全性(safeness)： 當派翠網路系統中任何一個站區所儲存的權杖數永遠小於或等於 一，表示該站區是安全的，若所有派翠網路的站區皆為完全則代 表整個派翠網路是屬於安全狀態。 3. 限制性(boundedness)： 若派翠網路系統中任一站態內所儲存的標記數恆小於固定常數 K，則稱該站態為 K-safe 或 K-bounded。若所有派翠網路中的站態 皆為 K-safe 則稱整個派翠網路為 K-safe。 4. 一致性(consistent) ： 所有在派翠網路內的權杖數總和若為固定常數，我們稱該派翠網 路系統具有恆定性。 5. 活性(liveness) ： 在經過一段時間的傳換權杖也到處分佈後，某些 transition 還可被 重新觸發，則稱此 transition 具有活性，當派翠網路系統中所有 transition 皆為可被出發，且不會因為曾經被出發過就不再具有觸 發特性，可稱此派翠網路系統為活性。 6. 鎖死(deadlock) ： 當 經 過 一 段 時 間 的 順 序 觸 發 (firing sequence) 後 再 也 沒 有 任 何 transition 為觸發狀態時，稱此派翠網路為鎖死，無法循環構成系 統網路。 7. 重複性(reversibility) ： 從 M0 開始之後的順序觸發(firing sequence)中階能回到 M0 稱作 Reversible，可利用重複的特性來加以判斷一個工作流程是否有循 環情形的狀況。. 16.
(27) 2.3.3. 理論基礎 許多系統的行為狀態，可藉由不同的變化來做呈現。為了要模擬系統. 動態行為，Petri Net 是根據下列規則來做變化的：. 1. 若 transitions t 其所有輸入 places 上的 token 數目均大於或等於該 place 到 transitions t 間的 Arc 權值，則 t 稱為被致能(enabled)了。 2. 一個被致能的 transition 可能被觸發，也可能不被觸發（依這個事件 是否發生而定）。 3. 一個已經致能的 transition t 之觸發，是將 w(p,t)個 tokens 由 t 的輸 入 places 搬離，並將 w(t,p)個 tokens 加至 t 的輸出 places 中。w(t,p) 表示由 t 至 p 之 arcs 的權數。 4. 一個 transition 若是沒有任何 places 輸入的話，則這個 transition 將 無條件被致能。反之，若是一個 transition 沒有輸出 places 的話，這 個 transition 雖然會吸收 tokens，但是不會產生任何 tokens。. 圖 2-4 是一個簡單的 Petri Net 基本變化圖，當圖 2-4(a)中的 place P1 有一個 token，此時不論大於或等於 arc 上的權值標示(arc 上若沒有標示 權值，表示權值為 1)，就可被觸發，但也可以不被觸發，當觸發過後會轉 變為圖 2-4(b)原先 place P1 上的 token 已經轉變到 place P2 上，因為 arc 上 有兩個權值因此 place P2 有兩個 token 流入，而 place P1 無法再做轉換因為 token 數目小於 arc 上的權值數[32,33]。. 17.
(28) 圖 2-4. Petri Net 基本變化圖. 有關 places 和 transitions 間之關係，通常會用下列符號表示: o. t = { p | (p,t) ∈ A }，表示 transition t 的所有 input places 之集合。. t o = { p | (t,p) ∈ A }，表示 transition t 的所有 output places 之集合。 p = { t | (t,p) ∈ A }，表示 place p 的所有 input transitions 之集合。. o. po = { t | (t,p) ∈ A }，表示 place p 的所有 output transitions 之集合。. Petri Net 具有許多優點，可用來表示不同系統內部的即時變化及程序 運作情形，但無法精確的表示許多細節的部份，像是延遲轉換在簡單 Petri Net 就無法表現，只要被致能只有觸發與不觸發兩種選擇，在路徑的選擇 也只有單一條路，無法呈現複雜的系統，因此延生出不同高階 Petri Net， 如 Timed Petri Net、Coloured Petri Net、Fuzzy Petri Net、Object Composition Petri Net，後續幾節將針對 Timed Petri Net、Coloured Petri Net 來做介紹。 18.
(29) 2.3.4. 時間派翠網路 在傳統的 Petri Net 中，transitions 從致能到觸發並沒有固定的時間，. 但一般認為動作是瞬間發生的，為了要能夠更清楚表達時間觸發觀念，並 在 Petri Net 每個轉換地方加上觸發時間，產生一個新的表示方式，就是所 謂的 Timed Petri Net，在圖形表示上時間轉換改用粗線條來做表示，直接 轉換則使用細線條[34,35]。. Ramchandani 所提出 Timed Petri Net，Time Petri Net 的定義如下： TPN= {P,T, B,F,M0,I} 1. P = {P1,P2,…Pm}為一個有限非空集合。 2. T = {t1,t2,…tn}為一轉置的有限非空集合。 3. B：PXT→N 為反向關聯函數，為紀錄當某一轉置被激發時，標記 從位置到轉置的改變。 4. F：TXP→N 為正向關聯函數，為紀錄當某一轉置被激發時，標記 從位置到轉置的改變。 5. M0 為初始標記(Initial Marking)，記錄派翠網路的初始狀態。 6. I 為區間(Interval)。∀t∈T,I(t)=[EFT(t),LFT(t)]，其中 EFT 為最早激 發時間(Earliest Firing Time)而 LFT 為最晚激發時間(Latest Firing Time)。. 以圖 2-5 所示，時間派翠網路起始狀態為 P1 和 P2 位置已有權杖存在， 故 M0 = (1 1 0 0)，然而即使 P1 及 P2 位置已經有權杖的存在，但在 t1 及 t2 要被激發還分別需要在[2 , 4]及[3 , 5]的時間區隔之中進行，當 t1 或 t2 轉置 被激發後會分別引起 B(t1)，F(t1)及 B(t2)，F(t2)兩組函數之改變，同時也改 變派翠網路之狀態。. 19.
(30) 以下為圖 2-5 之轉換資料： 1. P = {P1 , P2 , P3 , P4} 2. T = {t1 , t2} 3. M0 = (1 1 0 0) 4. B(t1) = (1 0 0 0) 5. B(t2) = (0 1 0 0) 6. F(t1) = (0 0 1 0) 7. F(t2) = (0 0 0 1) 8. I(t1) = [EFT(t1)，LFT(t1)] = [2，4] 9. I(t2) = [EFT(t2)，LFT(t2)] = [3，5]. p1. p2. t1：[2,4]. t2：[3,5]. p3. p4 圖 2-5. 2.3.5. Timed Petri Net 範例圖. 彩色派翠網路 在傳統的 Petri Net 主要特點就是簡化複雜的系統，並使用圖形化及數. 學來做表示，但如果只用簡單的表示關係來做敘述反而會導致圖形過於繁 瑣及複雜反而不易理解，也相對失去 Petri Net 原本該有的特性[36, 37]。 20.
(31) 因此延伸出了 Colored Petri Net，該模式使用更結構化的方式定義 place 和 transition 的性質和型別，因此可以更容易表達系統的狀態。 Colored Petri Net 不同於傳統的 Petri Net 模型，他在 Place 上的 token 擁有 不同的顏色來做表示，可以區分出不同類型所運行的路徑，且可保有複雜 的訊息。此外 Colored Petri Net 的 arc 上可以使用各種顏色敘述來做路徑 的標示，並配合 token 顏色型別來做使用，可使模式更為結構化，有助於 圖形意涵的理解，並且達到簡化圖形的目的。. Coloured Petri Net 的圖形中分成圖形區與宣告區兩部份，圖形區中類 似傳統 Petri Net 將 Places 與 transitions 間之關係表示出來，只不過多了 token 顏色(color)的區別與變數的使用以及有向弧上的布林述句，也因而 增加模式的結構性。至於系統中複雜的變數意義、color 的說明與函數的 宣告等，均在宣告區中以述句方式陳述，如此不僅簡化了圖形的複雜度， 也提昇了圖形的可讀性。圖 2-6 中是利用 Petri Net 所描繪的 p,q 兩項作 業間之資源配置圖，p-prcocess 有 4 個 transit ions(T2p, T3p, T4p, T5p) q-process 有 5 個 transitions(T1q, T2q, T3q, T4q, T5q)，兩個 process 共用 資源 R,S 及 T，若用 Petri Net 描繪之，必須將 p-process 與 q-process 各 別畫出，若額外再增加新的 process，則必須再針對新增的 process 畫出其 Petri Net 圖 2-7，因此 process 越多所畫之圖形將越顯複雜。. 21.
(32) 圖 2-6 利用 Petri Net 所畫出之資源分配圖 資料來源: [Jensen 92]. 圖 2-7 利用 Colored Petri Net 所畫出之資源分配圖 資 料 來 源 : [Jensen 92] 22.
(33) 第三章 系統設計 本章將以雙電梯為主要設備平台，針對電梯調度及設備故障做初步分 析，進而規劃出完善調度系統及故障排除方式，其內容可分為：第一節， 系統架構設計；第二節，系統流程設計；第三節，派翠網路與雙電梯調度 規劃；最後，動態分析。. 3.1. 系統架構設計 目前電梯使用 PC 端傳送命令經由 USB 轉 RS-422 作通訊界面，並經. 由 PLC 微控制器各 I / O port 驅動設備及感測器，藉由通訊設備可以遠距 離作動態監控及本論文所提出動態模擬即推論分析。本研究系統架構，如 圖 3-1 所示。依其功能主要可分為遠程監控系統與調度控制運作。. USB轉RS422. 控制訊號. PLC. 電腦. 機電元件訊號. 圖 3-1. 系統架構. 電梯樣式多變，因此程序控制必須依照各電梯需求，規劃出自動調度 系統運作，以先來先服務、最短尋找樓層時間優先為主要設計目標，而遠 23.
(34) 程監控建置階段主要是用來做動態模擬及推論診斷，利用派翠網路的可達 性和狀態方程方法，解決故障發生的問題，並且能夠與故障樹作結合診斷 出問題所在。本研究將依序此架構完成雙電梯控制之動態故障分析系統， 各系統細部區塊將在，第二節、第三節、第四節、第五節及第六節做詳細 說明。. 3.2. 控制流程設計 依據雙電梯調度系統規劃出一套完善的運作方式，逐一分析各部分所. 運作流程及系統架構，以派翠網路來做動態模擬，系統開發前期先以各項 派翠網路分析方法，如：可覆蓋樹(Coverable Tree)與狀態方程式，作各種 調度表示。由於自動化系統是一個完整的封閉迴路，因而可以透過其關聯 之訊找尋所發生故障點，並經過一連串轉換之訊我們可以得到簡單明瞭的 動態故障分析系統，研究流程架構，如圖 3-2 所示。可分為雙電梯主系統 (Dual elevator System)與派翠網路分析系統(Petri Net Analysis System)，最後 可藉電腦控制器(PC Control)呈現出各種模擬資訊。. User. PC Control. Petri Net Analysis System. 圖 3-2. Dual Elevator System. 派翠網路系統架構 24.
(35) 首先建置電梯調度系統必須依照制定系統運作流程設計，雙電梯調度 主系統可區分為軟體及硬體兩部分：在硬體部分可區分為，控制器(PC) 輸出端口(PLC) 、驅動器、感測器與機構四大層面，依 PLC 各輸入輸出 接點順序控制各連接設備之運作流程。在軟體設計部分，並且建立派翠模 型監控雙電梯調度運作流程，提出最佳調度及分析方法. 3.3. 雙電梯模擬系統計. 3.3.1. 雙電梯控制架構 本論文雙電梯調度系統以機械結構為主體外，內部硬體系統可分為四. 大主軸，分別為感測系統、控制系統、驅動系統以及電源系統，如圖 3-3 所示為雙電梯完整架構圖，圖 3-4 為系統內部架構圖。. 圖 3-3. 雙電梯完整架構. 25.
(36) 圖 3-4. 系統內部架構. 圖 3-5. 雙電梯實體圖 26.
(37) 3.3.2. 基本電梯運作 每部電梯都有不同的順序控制方法，但主要動作流程不偏離開門、關. 門、上升或下降以及持續上升(中間不停)或持續下降(中間不停)，這六種 基本動作流程。其狀態圖流程圖如圖 3-6 所示： 向上目標 且門開啟. 2. 上停. 1 向上目標 且門關閉. 上升 向上目標 且門關閉. 向上目標 且門關閉 0 向下目標 且門關閉. 下停. 向下目標 且門關閉. 等待. 4. 3 向下目標 且門關閉. 下降. 向上目標 且門開啟. 圖 3-6. 電梯系統基本運行狀態圖. 本研究探討各種不同雙電梯調度模式，以單電梯停駐法則可分為以下 三種如圖 3-7： 1. All-stop(AS)法則：目標到達後就停在該樓層等待下一次命令。 2. Fixed sectoring(FS)法則：以樓層為基準分為各區域，當電梯目標 27.
(38) 完成後停留在指定樓層，如六樓到十樓為一個區域，當電梯服務 完成後將電梯車廂停留在八樓等待下一次命令。 3. All on floor 1(A1)法則：電梯完成目標後就直接停駐一樓等待下一 次命令。. 圖 3-7. 電梯停駐示意圖 28.
(39) 3.4. 派翠網路與雙電梯調度規劃. 3.4.1. 基本電梯使用派翠網路塑模 本研究使用派翠網路模型來建構雙電梯系統，是因為派翠網路擁有圖. 形化的優勢，能將各部分細節清楚地描述，並藉由模型描述，讓設計者更 容易清楚了解整個系統的運作程序，也提供了許多相關事學的驗證方式， 讓系統在開發之前，預先了解可能遭遇到的問題，如圖 3-8 系統建構流程 圖所示。. 需求. 規劃機構與系統運作流程. 建立PN模型. 各硬體元件配置及各 輸入輸/出接點連接. 依PN理論設計 雙電梯之動態模型. 即時讀取PLC狀態或寫入資料至PLC. 離 線 模 擬. 即時監看與線上診斷系統. 圖 3-8. 系統建構之流程圖. 29.
(40) 主要以機電元件訊號，將雙電梯整體資訊回傳至 PC 端，再經由派翠 網路規劃出雙電梯運作程序；其中包含了按鈕的觸發、電梯車廂樓層位子 資訊、馬達狀態及顯示樓層資訊等，最後將整體資料由派翠圖形來做表示。 以四層樓為範例，一樓只有唯一一條向上的路徑；二樓分為向上與向下兩 條路徑;三樓相同也分為向上與向下兩條路徑;四樓則只有唯一一條向下路 徑，如圖 3-9 所示。. 4F down. 3F up. 3F down. 2F up. 2F down. 1F up 圖 3-9. 電梯拓撲圖. 30.
(41) 3.4.2. 單電梯控制 單電梯在運行過程中，如何控制移動順序，這點是先前需要規劃討論. 的方向之一，一般而言，電梯本身運行只有下列兩種情況，電梯只有持續 向上運動到達頂樓後再向下返回，如圖 3-10(a) 所示，另一種則是常見的 隨意控制電梯向上向下運作，如圖 3-10(b)所示。 4F 4F. 3F 3F. 2F 2F. 1F 1F (b). (a). 圖 3-10. 電梯基本運作. 31.
(42) 電梯運作基本上可由圖 3-10(b)來做表示，若是要表示高樓層運作不 可能一層層往上疊，因此我們可把控制圖改為合併方式呈現，如圖 3-11 所示，標示說明，如表 3-1 所示。. 表 3-1. 單電梯合併控制 標示. 說明. i. 目前所在樓層. d. 下降按鈕樓層. u. 上升按鈕樓層. d-1. 樓層數-1. u+1. 樓層數 1. dest < d & d > mF. 觸發條件. dest > u & u < nF. 觸發條件. dest < d & d > mF. d. floor. d-1. i. u. dest > u & u < nF. u+1. x dest. dest. dest = = x dest. 圖 3-11. 電梯基本控制 32.
(43) 單電梯運作流程控制. 3.4.3. 本研究以自製雙電梯系統為受控體機台，並發展動態模型及協助複雜 程序控制系統設計，進而建構離線模擬與即時調度系統。在派翠網路設計 步驟中，先規劃各細節，電梯系統啟動初期必須先讓機電設備回復最初狀 態使系統正常運作，圖 3-12 為派翠網路系統初始運作圖。. P0 為整個系統未啟動時的站去，權杖也由此區開始移動，當送電啟 動觸發 T0 時整個系統開始運作，權杖由 P0 站區經由 T0 觸發轉到 P1，馬 達執行反轉動作放下車廂至左車廂向下極限開關，動作依序為 P0 → T0 → P1 → T1 → P2 → T2 → P3。. 表 3-2 狀態節點. 初始狀態之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P0. 初始狀態. 未啟動. P1. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P2. 車廂馬達反轉. 車廂下降. P3. 1F 停留. 車廂停駛 1F 等待，電梯門關閉. T0. 送電完成. 觸發啟動瞬間. T1. 馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T2. 馬達正轉完成. 觸發 1F 近接開關. 33.
(44) P3. P3'. T2. T2'. P2. P2'. T1. T1'. P1. P1'. T0. T0'. P0. P0'. A電梯. 圖 3-12. B電梯. 初始狀態之派翠網路模型圖. 1F 電梯觸發狀態，如圖 3-13 所示為 1F 派翠網路轉換圖，細部節點 狀態，如表 3-3 所示。本派翠網路主要是在說明初始狀態過後與 1F 上升 到各樓層轉換模型，當有乘客在 1F 外部按上升按鍵時 P3 站區裡的權杖經 由 T3 觸發，轉移至 P4 站區並開始執行開門關門動作以及各按鍵觸發狀 況，例如：外部有乘客持續按上升按鍵，派翠網路模型裡的權杖持續在 P4 → T4 → P5 → T5 → P4 不斷循環，因此門會維持開啟狀態；當內部乘 客按下開門按鍵時派翠網路模型相同會運作 P4 → T4 → P5 → T5 → P4 流 程，使門維持開啟狀態，當開關門程序結束後要照內部乘客或者 2F、3F 與 4F 外部有按鍵觸發時開始執行向上運作程序。如果沒有 1F 外部按鈕觸 發而只有其他樓層外部按鈕觸發時權杖由 P3 → T11 → P8 往上移動到達 指定樓層，若 T10 按鍵在十秒內仍然未被觸發，權杖將由 T12 轉移至 P3 站區，重新執行。 34.
(45) 表 3-3 狀態節點. 1F 之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P3. 1F 停留. 車廂停駛 1F 等待. P4. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P5. 1F 停留. 車廂停駛 1F 等待，電梯門開啟. P6. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P7. 1F 停留. 車廂停駛 1F 等待. P8. 車廂馬達正轉. 車廂上升. T3. 1F 停留結束. 觸發 1F，1F▲. T4. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T5. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►，1F▲. T6. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T7. 關門馬達反轉. 觸發◄►，1F▲. T8. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T9. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T10. 1F 停留結束. 觸發 2F▲，3F▲，4F▲，2F▼，3F▼， 4F▼，2F，3F，4F. T12. 1F 停留結束. 觸發◄►，1F▲. 35.
(46) P8. T10. P7 T9 P6. T8. T6. T7 P5 T5. T4. P4 T3. P3. T2. P2 T1. P1. T0 P0. 圖 3-13. 1F 派翠網路模型圖 36. T12.
(47) 2F 電梯上升觸發狀態與一樓狀態相似，如圖 3-14 所示，不同的地方 在於 2F 電梯運行方向可以是向下到 1F 或者向上至 3F、4F，因此當電梯 內乘客按下 1F、3F、4F 時必須要有判斷機制來做選擇，當有乘客按下 3F 或 4F 時電梯向上 P13 → T21 → P14 流程，只按下 1F 時則向下 P13 → T24 → P15 → T26 → P16 流程，但如果 1F、2F、3F 同時按下時以目前上行來 判斷是會把 1F 按鈕做取銷動作，P13 → T24 → P15 → T25 → P13 → T21 → P14 流程，細部節點狀態，如表 3-4 所示。. 37.
(48) 表 3-4 狀態節點. 2F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P8. 車廂馬達正轉. 車廂上升. P9. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待. P10. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P11. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待，電梯門開啟. P12. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P13. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待. P14. 車廂馬達正轉. 車廂上升. T13. 馬達正轉完成. 觸發 2F 近接開關. T14. 2F 停留結束. 觸發 2F，2F▲. T15. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T16. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►，2F▲. T17. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T18. 關門馬達反轉. 觸發◄►，2F▲. T19. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T20. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T21. 2F 停留結束. 觸發 3F▲，3F▼，4F▼，3F，4F. T22. 2F 停留結束. 觸發 3F▲，3F▼，4F▼，3F，4F. T23. 2F 停留結束. 觸發 3F▲，3F▼，3F▲. T24. 2F 停留結束. 觸發 1F，1F▲. T100. 馬達正轉完成. 觸發 2F▼. 38.
(49) T21. P13 T20 P12 T23 T22. T19. T17 P11. T18. T24. T16. T15. P10 T14 P9. T13 P8. T10. P7. 圖 3-14. 2F 上升派翠網路模型圖. 39. T100.
(50) 表 3-5 狀態節點. 3F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P14. 車廂馬達正轉. 車廂上升. P17. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待. P18. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P19. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待，電梯門開啟. P20. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P21. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待. P22. 車廂馬達正轉. 車廂上升. T35. 馬達正轉完成. 觸發 3F 近接開關. T36. 3F 停留結束. 觸發 3F，3F▲. T37. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T38. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►，3F▲. T39. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T40. 關門馬達反轉. 觸發◄►，3F▲. T41. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T42. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T43. 3F 停留結束. 觸發 4F，4F▼. T44. 3F 停留結束. 觸發 4F，4F▼. T45. 3F 停留結束. 觸發◄►，3F▲，3F▼. T46. 3F 停留結束. 觸發 1F，1F▲，2F，2F▲，2F▼. T101. 馬達正轉完成. 觸發 3F▼. 40.
(51) P22 T43. P21 T42 P20 T45 T44. T41. T39 P19. T40. T46. T38. T37. P18 T36 P17. T35 P14. 圖 3-15. 3F 上升派翠網路模型圖 41. T101.
(52) 3F 電梯下降觸發狀態，如圖 3-16 所示，3F 下降比 2F 下降多了樓層 判斷機制，當執行下降動作電梯會往 2F 移動到達定點後，做開關門動作， 當乘客按往 1F 時權杖會由 P39 → T62 → P16 流程動作，如果按下 3F、4F 則由 P39 → T59 → P40 → T61 → P14 流程動作，但如果 1F、3F、4F 同時 按下時以目前下行來判斷是會把 3F、4F 按鈕做取銷動作 P39 → T59 → P40 → T60 → P39 → T62 → P16 流程動作，細部節點狀態，如表 3-6 所示。. 42.
(53) 表 3-6 狀態節點. 3F 下降之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P24. 車廂馬達反轉. 車廂下降. P35. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待. P36. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P37. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待，電梯門開啟. P38. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P39. 2F 停留. 車廂停駛 2F 等待. P16. 車廂馬達反轉. 車廂下降. P40. 等待. 等待權杖觸發. P14. 車廂馬達正轉. 車廂上升. T49. 馬達正轉完成. 觸發 2F，2F▼. T50. 2F 停留結束. 觸發 2F 近接開關. T51. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T52. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►，2F▼. T53. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T54. 關門馬達反轉. 觸發◄►，2F▼. T55. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T56. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T57. 2F 停留結束. 觸發◄►，2F▼，2F▲. 43.
(54) P24. T49 P35. T50 P36. T51. T69. T52. T54 P37 T53. T103. T57. T55. P38. T56 P39. T62. T61 P16. 圖 3-16. 3F 下降派翠網路模型圖. 4F 電梯上升觸發狀態，如圖 3-19 所示為 4F 派翠網路轉換圖。本派 翠網路主要是在說明 4F 樓層轉換模型，單純只執行開關門流程，細部節 點狀態，如表 3-7 所示。. 44.
(55) 表 3-7 狀態節點. 4F 上升之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P22. 車廂馬達正轉. 車廂上升. P25. 4F 停留. 車廂停駛 4F 等待. P26. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P27. 4F 停留. 車廂停駛 4F 等待，電梯門開啟. P28. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P29. 4F 停留. 車廂停駛 4F 等待. P30. 車廂馬達反轉. 車廂下降. T63. 馬達正轉完成. 觸發 4F 近接開關. T64. 4F 停留結束. 觸發 4F，4F▼. T65. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T66. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►，4F▼. T67. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T68. 關門馬達反轉. 觸發◄►，4F▼. T69. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T70. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T71. 4F 停留結束. 觸發 1F，2F，3F，2F▼，3F▼，1F▲， 2F▲，3F▲. T72. 等待結束. 觸發◄►，4F▼. 45.
(56) P30. T71. P29 T70 P28 T72 T69. T67 P27. T68. T66. T65. P26. T64 P25. T63. P22. 圖 3-17. 4F 上升派翠網路模型圖. 46.
(57) 4F 電梯下降觸發狀態，如圖 3-18 所示為 4F 派翠網路轉換圖。本派 翠網路主要是在說明 4F 下降到各樓層轉換模型。當 T77 觸發時則不做開 門動作，權杖由 P39 轉移到 P28 往下移動，細部節點狀態，如表 3-8 所示。 表 3-8 狀態節點. 4F 下降之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. P30. 車廂馬達反轉. 車廂下降. P41. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待. P42. 電梯門馬達正轉. 電梯門開啟. P43. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待，電梯門開啟. P44. 電梯門馬達反轉. 電梯門關閉. P45. 3F 停留. 車廂停駛 3F 等待. P24. 車廂馬達反轉. 車廂下降. P46. 等待. 等待權杖觸發. P22. 車廂馬達正轉. 車廂上升. T73. 馬達正轉完成. 觸發 3F 近接開關. T74. 3F 停留結束. 觸發 3F，3F▲. T75. 開門馬達正轉完成. 觸發開門極限開關. T76. 開門馬達正轉完成. 觸發◄►， 3F▼. T77. 開門馬達正轉完成. 觸發►◄. T78. 關門馬達反轉. 觸發◄►，3F▼. T79. 開門馬達正轉完成. 3 秒過後觸發. T80. 關門馬達反轉完成. 觸發關門極限開關. T83. 3F 停留結束. 觸發◄►，3F▼，3F▲. 47.
(58) P30. T73 P41 T102 T74 P42. T75. T76. T78 P43 T72. T79. T83. T82 P44. T80. P45 T81. T86 P24. 圖 3-18. 4F 下降派翠網路模型圖 48.
(59) T71. P29 T70 P28 P30. T69. T72. T67. T73. P27 T68. P41 T102. T66. T74. T65. P42 P26 T64. T75. P25. T76. T78 P43. T63. T72. T83. T79. T82 P44. P22 T43. T80. P21. P45. T42. T81. P20 P24 T86. T45 T44. T41. T39 P19. T40. T46. T38. T37. P18 T36 P17. T35. T101. P24 P14 T49 T21. P35. P13 T50 T20. P36. P12 T23 T22. T19. T51. T69 T54. P11 T18. P37. T24 T53. T16. T52. T17. T103. T57. T55. T15 P38 P10 T56 T14 P39. P9. T62 T13 T61. P8. T100. T10. P7 T9 P6. T8. T6. T12. T7 P5 T5. T4. P4 T3. P3 P16 T2. P2 T1. P1. T0 P0. 圖 3-19. 派翠網路完整模型圖 49.
(60) 3.5 雙電梯運作控制 電梯群控系統(Elevator Group Control System, EGCS)，在雙電梯的基 本運行方式主要是按照單電梯來運作，簡單來說如果不加入群控模式就只 是單純兩台獨立電梯載運型，而加入群控則可以增加許多改變機制，例如： 樓層近、順風車、滿載調度、分散調度..等，許多方法都可以使群控電梯 更加有效率，如圖 3-20 為雙電梯控制示意圖。 A. B. 4 floor. 3 floor. 2 floor. 2 floor. EGCS. 圖 3-20. 雙電梯控制示意圖. 50.
(61) 雙電梯之派翠網路設計. 3.5.1. 我們可以藉由派翠網路來轉換雙電梯調度控制，如圖 3-21 為雙電梯 調度之派翠網路轉換，由 Pb1(up)與 Pb1(down)來存放權杖等待觸發，當 Tb1、Tb2、Tb3、Tb4、Tb5、Tb6 其中一個按鍵被觸發時 Pc 控制中心會 觸發 Tb7 接收權杖與權重值，並且跟電梯 A 與電梯 B 索取目前所在樓層 權重值，接收後再做調度計算把結果回送給要調度電梯，另一台則做等待， 細部節點狀態，如表 3-9 所示。. 表 3-9 狀態節點. 雙電梯調度之派翠網路模型狀態節點的意義及動作 狀態節點意義. 狀態節點動作. Pb1(up). 暫區. 等待觸發. Pb2(up). 暫區. 等待觸發. Pb1(down) 暫區. 停留. Pb2(down) 暫區. 停留. Pc. 暫區. 控制中心. PA(i). 暫區. 接收樓層數據. PB(i). 暫區. 接收樓層數據. Tb1. 等待結束. 觸發 1F▲. Tb2. 等待結束. 觸發 2F▲. Tb3. 等待結束. 觸發 3F▲. Tb4. 等待結束. 觸發 2F▼. Tb5. 等待結束. 觸發 3F▼. Tb6. 等待結束. 觸發 4F▼. Tb7. 等待結束. PC 觸發 Tb7. Tb8. 等待結束. PC 觸發 Tb8 51.
(62) Tb9. PC 處理完成. 3 秒過後觸發(未觸發 Tb7). Tb10. PC 處理完成. 3 秒過後觸發(未觸發 Tb8). Tb11. PC 處理完成. PC 觸發 Tb11. Tb12. PC 處理完成. PC 觸發 Tb12. TA1. 接收樓層數據. PC 觸發 TA1. TA2. PC 處理完成. PC 觸發 TA2. TB1. 接收樓層數據. PC 觸發 TB1. TB2. PC 處理完成. PC 觸發 TB2. Pb1(up). Tb1. Pb1(down). Tb2. Tb3 19. Tb4 Tb9. 29. 10. Pb2(up). 21. Pb2(down) down. up. TA1. down fx10. fx10 Pc. f. A. 40. Tb8. up. Tb11. Tb6. 31. Tb10. Tb7. Tb5. TB1. Tb12 f. fx10. PA(i). fx10. PB(i). f. f TB2. TA2. 圖 3-21. 雙電梯調度之派翠網路轉換圖. 52. B.
(63) 3.5.2. 雙電梯調度設計 以四層樓為例，車廂分部樓層的狀況為(1，1)、(1，2) 、(1，3) 、(1，. 4) 、(2，2) 、(2，3) 、(2，4) 、(3，3) 、(3，4) 、(4，4)，本論文把(1， 1)、(2，2) 、(3，3) 、(4，4)歸類為同一種狀況，當電梯未被使用並且有 外部按鈕呼叫時啟動 Pc 控制中心，以下表為調度方法，以最近樓層來做 指派，以表 3-10 來做說明，各樓層都有自己的數值，按鈕也有自己的數 值相減比較後選取最小值來做調度，除了選擇最短路徑樓層外也要考慮 A、 B 車廂是否在順風運行以及車內按鈕動作等，控制方式則是經由實際電梯 的運作規劃出調度的順序，我們可以由決策圖來做解釋，如圖 3-22 為雙 電梯調度之決策圖。. 53.
(64) 表 3-10 (1，2). A、B 電梯比較分配之計算. 1F(A). 2F(B). (1，3). 1F(A). 3F(B). 1F U. 10-9=1. 20-9=11. 1F U. 10-9=1. 30-9=21. 2F U. 10-19=|-9|. 20-19=1. 2F U. 10-19=|-9|. 30-19=11. 3F U. 10-29=|-19| 20-29=9. 3F U. 10-29=|-19| 30-29=1. 2F D. 10-21=|-11| 20-21=|-1|. 2F D. 10-21=|-11| 30-21=9. 3F D. 10-31=|-21| 20-31=|-11|. 3F D. 10-31=|-21| 30-31=|-1|. 4F D. 10-41=|-31| 20-41=|-21|. 4F D. 10-41=|-31| 30-41=|-11|. (1，4). 1F(A). 4F(B). (2，3). 2F(A). 3F(B). 1F U. 10-9=1. 40-9=31. 1F U. 20-9=11. 30-9=21. 2F U. 10-19=|-9|. 40-19=21. 2F U. 20-19=1. 30-19=11. 3F U. 10-29=|-19| 40-29=|-11|. 3F U. 20-29=|-9|. 30-29=1. 2F D. 10-21=|-11| 40-21=|-19|. 2F D. 20-21=|-1|. 30-21=9. 3F D. 10-31=|-21| 40-31=|-9|. 3F D. 20-31=|-11| 30-31=|-1|. 4F D. 10-41=|-31| 40-41=|-1|. 4F D. 20-41=|-21| 30-41=|-11|. (2，4). 2F(A). 4F(B). 1F U. 20-9=11. 40-9=31. 2F U. 20-19=1. 3F U. (3，4). 3F(A). 4F(B). 1F U. 30-9=21. 40-9=31. 40-19=21. 2F U. 30-19=11. 40-19=21. 20-29=|-9|. 40-29=11. 3F U. 30-29=1. 40-29=11. 2F D. 20-21=|-1|. 40-21=19. 2F D. 30-21=9. 40-21=19. 3F D. 20-31=|-11| 40-31=9. 3F D. 30-31=|-1| 40-31=9. 4F D. 20-41=|-21| 40-41=1. 4F D. 30-41=|-9| 40-41=|-1|. 54.
(65) 藍色區域為該選擇調度的電梯，紅色區塊為 A、B 中間樓層，若電梯 運行中則判斷電梯上行或下行來做處理。舉例來說 2F 外部按鈕按下但電 梯由 1F 向上運行則不執行該電梯到 2F，若是由 3F 向下運行則執行該電 梯到 2F 動作。. 車外按鈕是 否被按下?. NO. YES. A、B車內按 鈕是否被按 下?. NO. 等待. A、B車內按 鈕是否被按 下?. NO. YES 執行車 內動作. YES. A、B車內按 鈕誰被按下?. 比較. B車內按 鈕被按下. A車內按 鈕被按下. A、B車內按 鈕被按下. 是否是順 風運行?. NO. 是否是順 風運行?. YES. 調B車到按鈕 樓層做開關 門動作. NO. A車到達外部 按鈕樓層做 開關門動作. A、B車都 為順風. A、B車都 不為順風. A車值是否大 於B車值?. NO. 圖 3-22. A車順風B 車不順風. 比較. YES 調B車到按鈕 樓層做開關 門動作. A車執行車內 按鈕動作. 雙電梯調度之決策圖. 55. 調A車到按鈕 樓層做開關 門動作. 是否是順 風運行?. A車到達外部 按鈕樓層做 開關門動作. YES. B車到達外部 按鈕樓層做 開關門動作. B車順風A 車不順風 B車到達外部 按鈕樓層做 開關門動作.
(66) 圖 3-23. 雙電梯調度之派翠網路完整圖 56.
(67) 3.6 分散式系統 經由上一節所提出獨立式派翠網路設計系統，雖然可處理多變的狀況 與紀錄等設定，但由於 PC 與 PLC 之間的溝通會有時間上的延遲，導致執 行上會有誤動作，而延遲的問題主要分為以下幾項：. 1. PLC 雖具多工執行控制為主，仍無高速傳輸之設計。 2. PLC 結構簡單執行速度快且每個指令只需 0.74 μs，而 RS-422 是 使用串列傳輸每個指令需花 1.64 ms 遠比 PLC 內部執行慢許多。 3. 電梯本身 I/O 眾多因此有非常多參數需要做即時監測，易因傳輸 的延遲，會造成監控不完全而導致錯誤輸出。. 為了解決上述問題，本章節將會詳細介紹如何設計分散式系統改散傳輸 上的延遲以及分散式派翠網路建立。 3.6.1. 分散式模擬系統設計 為了不讓延遲造成執行上的誤動作，在設計上切成兩大區塊，由於. PLC 本身就有微控制的處理器，因此一部分系統控制是載入 OS 系統內， 例如：A B 電梯開關門、A B 電梯馬達控制、各樓層定位控制與各極限開 關控制等，這樣的設計不僅減少了 PC 程式的負擔傳輸上也改善許多，另 外 PC 端則負責調度的控制、回傳資訊的紀錄、例外狀況的發生等，轉變 後架構為圖 3-24 所示。. 57.
(68) PC (Petri Net Control System). PLC (Operating System). 8051 (Door Control). 圖 3-24. 分散式系統架構圖. 主系統為 PC(Petri Net Control System)作為電梯調度與後端資料處理， 另外 PLC(Operation System)只執行開關門與樓層運行控制，最後 8051(Door Control)為 PLC 輔助控制器單獨執行步進馬達驅動控制，下面 章節將詳細介紹系統設計。 分散式派翠網路設計. 3.6.2. 分散式減少了開關門與樓層運作控制等動作，因此在派翠網路設計上 會較集中式派翠網路簡單許多，如圖 3-25 與表 3-11。在分散式系統只需 控制樓層調度因此 PC 系統效能提升許多，另外也增加驅動器的運作紀錄 與感測設備資訊，可做更進一步的分析與推斷故障依據。. 表 3-11. 分散式之派翠網路模型狀態節點的意義及動作. 狀態節點. 狀態節點意義. 狀態節點動作. P0. 初始. 等待通訊連接. P1. 初始停留. 通訊連接成功等待觸發. P2. 1F. Set up. P3. 1F 停留. 等待觸發. 58. 1F.
(69) P4. 2F. Set up. 2F. P5. 2F 停留. 等待觸發. P6. 3F. Set up. P7. 3F 停留. 等待觸發. P8. 4F. Set up. P9. 3F. Set down. P10. 3F 停留. 等待觸發. P11. 2F. Set down. P12. 2F 停留. 等待觸發. 3F. 4F 3F. 2F. 觸發啟動瞬間. T0 T1. 初始停留結束. 觸發 1F、1F▲. T2. 1F 開關門動作結束 觸發 2F、2F▲▼、3F、3F▲▼、4F、 4F▼. T3. 1F 停留結束. 觸發 2F、2F▲. T4. 2F 開關門動作結束 觸發 1F、1F▼、3F、3F▲▼、4F、4F▼. T5. 2F 停留結束. T6. 3F 開關門動作結束 觸發 1F、1F▼、2F、2F▲▼、4F、4F▼. T7. 3F 停留結束. T8. 4F 開關門動作結束 觸發 1F、1F▼、2F、2F▲▼、3F、3F▲▼. T9. 3F 開關門動作結束 觸發 1F、1F▼、2F、2F▲▼、4F、4F▼. T10. 3F 停留結束. T11. 2F 開關門動作結束 觸發 1F、1F▼、3F、3F▲▼、4F、4F▼. T12. 2F 停留結束. 觸發 1F、1F▲. T13. 2F 停留結束. 觸發 1F、1F▲. T14. 1F 停留結束. 觸發 3F、3F▲、3F▼、4F、4F▼. 觸發 3F、3F▲. 觸發 4F、4F▲. 觸發 2F、2F▼. 59.
(70) T15. 2F 停留結束. 觸發 4F、4F▼. T16. 3F 停留結束. 觸發 2F、2F▲▼、1F、1F▲. T17. 2F 停留結束. 觸發 3F、3F▲▼、4F、4F▼. T18. 3F 停留結束. 4F、4F▼. 圖 3-25. 分散式之單電梯派翠網路圖 60.
(71) 3.6.3. 分散式 PLC 系統規劃 PLC 架構簡單執行速度快且每個指令只需 0.74 μs 因此將部分控制. 規劃於 PLC 內部並分成四大區塊，分別為 A B 電梯開關門、A B 電梯馬 達控制、車廂過載機制與回傳參數設計，由於 PC 系統與 PLC 控制器無法 避免傳輸上的缺點因此使用 PLC 內部繼電器(M)做參數設定，可增加兩者 之間的溝通橋樑解決部分問題，表 3-12 與表 3-13 為 PLC 內部參數設置。. 表 3-12. X 輸入點參數設置 A 梯樓層近接開關. A 電梯 1F. A 電梯 2F. A 電梯 3F. A 電梯 4F. M0. M1. M2. M3. B 梯樓層近接開關 B 電梯 1F. B 電梯 2F. B 電梯 3F. B 電梯 4F. M4. M5. M6. M7. 樓層外按鈕開關 1F 上. 2F 上. 2F 下. 3F 上. 3F 下. 4F 下. M30. M31. M32. M33. M34. M35. A 梯車內按鈕開關 A 車 1F. A 車 2F. A 車 3F. A 車 4F. 開門極限. 關門極限. M10. M11. M12. M13. M38. M39. B 梯車內按鈕開關 B 車 1F. B 車 2F. B 車 3F. B 車 4F. 開門極限. 關門極限. M20. M21. M22. M23. M40. M41. 61.
(72) 表 3-13. 內部參數設置 馬達. A 上升. A 下降. B 上升. B 下降. M16. M26. M17. M27. A 梯步進點(STATE)設置 S0. S1. S2. S3. S4. S5. M8. M9. M14. M15. M18. M19. B 梯步進點(STATE)設置 S6. S7. S8. S9. S10. S11. M24. M25. M28. M29. M36. M37. 圖 3-26. SFC 步進流程圖. 62.
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